Dlaczego wodór molekularny jest obecny w dużych ilościach w przestrzeni kosmicznej
Astronomowie odkryli możliwe wyjaśnienie, dlaczego wodór molekularny jest obecny w ogromnej ilości w przestrzeni kosmicznej. Może mieć to związek z pyłem tam obecnym.
W swoim badaniu, naukowcy z University of Sydney, pod kierownictwem Yuzhen Guo i David McKenzie sprawdzili możliwość, że pył kosmiczny służy jako katalizator, który pozwala atomom wodoru łączyć się w cząsteczki w przestrzeni. Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie Communications Chemistry.
Astronomowie przez wiele lat zastanawiali się, dlaczego wodór molekularny jest tak powszechny w kosmosie. Wynikało to z faktu, że trudno było wyobrazić sobie scenariusz, w którym dwa atomy wodoru unoszące się w bezmiarze przestrzeni kosmicznej zderzają się i łączą. W nowym badaniu naukowcy zastanawiali się, czy rozwiązaniem tej zagadki może być pył obecny w przestrzeni.
Aby przetestować tę możliwość, astronomowie wykorzystali fulereny (cząsteczki składające się z parzystej liczby atomów węgla) jako zamiennika pyłu kosmicznego. Wybrali sferoidalne cząstki z 60 atomami węgla, ponieważ mają one wiele podobnych cech. Ponadto wcześniejsze badania sugerowały, że w przestrzeni kosmicznej unosi się wiele cząstek C60.
Aby przetestować założenie, że pył kosmiczny może służyć jako katalizator do tworzenia cząsteczek wodoru, naukowcy stworzyli model komputerowy przedstawiający strukturę i właściwości fulerenu w kształcie kuli. Następnie przeprowadzili symulację tego, co mogłoby się stać, gdyby dwa atomy wodoru zderzyły się z nim w dwóch różnych scenariuszach.
W pierwszym scenariuszu dwa atomy wodoru, które były już ledwo przyklejone do fulerenu, poruszały się po jego powierzchni, aż zderzyły się ze sobą. W drugim atom wodoru unoszący się w przestrzeni zderzył się z innym atomem wodoru, który był przyczepiony do fullerenu.
Naukowcy odkryli, że dwa atomy wodoru połączyły się, umożliwiając utworzenie cząsteczki wodoru w obu scenariuszach. Zauważyli również, że nie wystąpiła reakcja odwrotna z powodu uwolnienia energii ze zderzenia, ponieważ została ona pochłonięta przez fuleren, a nie przez nowo utworzoną cząsteczkę wodoru.
Badacze odkryli również, że takie wiązanie może występować w temperaturach od -223 stopni Celsjusza do -263 stopni Celsjusza. Jednak potwierdzili też, że tworzenie cząsteczek wodoru w przestrzeni kosmicznej może zachodzić przy wyższych energiach i temperaturach.
Emil Gołoś
